JP2634901B2 - カラースキャナの画像処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、カラースキャナの画像処理方法に関し、
特にガラー原画を線走査して得られた色分解信号を色修
正，鮮鋭度強調，階調変換等して後に、網掛けしてCMY
及び墨色の印刷用色分解版を作成するようにした平面走
査型のカラースキャナの画像処理方法に関する。

（従来の技術） 近年、印刷の製版工程に使用される画像入出力システ
ムとして第４図に示すものが提案されており（特開昭59
−11062号）、回転される入力ドラム１上に貼られたカ
ラー原稿２を、ディジタイザ14で図形入力された情報に
従って、回転する出力ドラム10上に貼られたカラーペー
パー11に点状に画像出力するようにしている。カラー原
稿２は読取ヘッド21で点状に走査されて色分解され、そ
の色分解信号CSは対数変換回路３に入力される。この対
数変換回路３で濃度信号DNに変換された後、A/D変換器
４においてディジタル信号DSに変換される。このディジ
タル濃度信号DSは信号処理部５及びマイクロプロセッサ
12に入力され、信号処理部５で色修正，鮮鋭度強調（シ
ャープ），階調変換などの修理が行なわれ、この処理さ
れた画像情報DSAはD/A変換器６でアナログ信号に変換さ
れた後、レーザービームプリンタ内の変調器８に入力さ
れ、レーザ発振器７からのレーザ光を変調して出力ヘッ
ド（図示せず）を介して出力ドラム10上のカラーペーパ
ー11を点状に露光するようになっている。

一方、データ及び指令入力装置としてのコンソール16
が用意されており、コンソール16から入力されたデータ
等はコンピュータ13に入力され、このコンピュータ13で
処理された情報が対話型のグラフィックディスプレイ15
に表示されるようになっている。また、コンピュータ13
は更に下位システムのマイクロプロセッサ12に接続さ
れ、マイクロプロセッサ12はA/D変換器４からの濃度信
号DSを入力し、更に信号処理部５に接続されて演算処理
を行なっている。なお、入力ドラム１及び出力ドラム10
の位置は図示しない検出器によって検出され、その位置
情報が動作制御部９に入力されるようになっており、同
時にこの動作制御部９によりこれら入出力ドラム１及び
10の位置関係を相対的に駆動制御するように、マイクロ
プロセッサ12に接続されている。また、ディジタイザ14
は装置固有の原点座標及びＸ−Ｙ軸を有するが、信号処
理によって任意の点へ原点を移動したり、座標の回転も
容易に行なうことができる。これらディジタイザ14と入
力ドラム１上の画像位置は、共通する複数の位置にピン
等のガイドを設けることにより対応関係がつくようにな
っている。そして、ディジタイザ14はコンピュータ13に
接続され、画像の形状や所望の位置座標を入力できるよ
うになっている。

しかしながら、かかる画像入出力システムは、分解条
件や処理条件の決定に熟練オペレータを必要とし、しか
も条件の決定に要する時間は、実際にスキャナが作動す
る時間よりもかかっていた。特に信号処理に必要とされ
る画像のハイライト点及びシャドー点の決定は仕上りの
品質を左右するものであり、オペレータが最も注意を払
って設定していた。更に従来のカラースキャナはオペレ
ーションが複雑で、オペレータの心理的負担が大きかっ
た。

最近では、このような欠点を解決したカラースキャナ
の画像処理方法が提案されており、面倒な原稿貼りのな
い操作性の良いオペレーションで、原稿データの自動解
析によるよって濃度累積ヒストグラムの求めてハイライ
ト点及びシャドー点の各候補点をカラーモニタに表示
し、表示画像に合せてハイライト点及びシャドー点を指
定することにより画像上の所望位置に合わせて画像処理
するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述した従来の方法では、表示するハイラ
イト点及びシャドー点はある閾値を基準に一律に決定し
ているので、本来ハイライト点及びシャドー点にはなり
得ない小さなゴミによるものまでもその候補として表示
されてしまうという問題点があった。

この発明は上述のような事情から成されたものであ
り、この発明の目的は、熟練オペレータの経験等を必要
としないで、真のハイライト点またはシャドー点を選定
することができるカラースキャナの画像処理方法を提供
することにある。

発明の構成； （課題を解決するための手段） この発明は、カラー原稿を収納した原稿カセットを受
収する原稿台と、この原稿台に受収された原稿カセット
を線状に照明する光源と、前記カラー原稿の線状領域の
透過光又は反射光をR,G,Bに色分解して検出するイメー
ジセンサと、前記カラー原稿の線走査によって前記イメ
ージセンサから出力されるRGB画像信号を処理してC,M,Y
及び墨色の４色画像データを出力する信号処理部と、前
記４色画像データの画像を表示するために前記信号処理
部に接続されたカラーモニタと、前記信号処理部に必要
なデータを入力すると共に、前記カラーモニタの表示位
置を指示するデータ入力手段と、前記４色画像データに
網掛けをして印刷用色分解版を作成する出力手段とを具
備した平面走査型のカラースキャナの画像処理方法に関
し、この発明の上記目的は、前記画像データをブロック
に分割し、各ブロック毎にC,M,Yのそれぞれについて濃
度平均値を求め、C,M,Yのそれぞれの濃度が特定の範囲
にあるハイライト空間またはシャドー空間に属する前記
ブロックについて、８方向近接ブロックの関係にあるブ
ロックの塊を１つのハイライト点またシャドー点とみな
して、特定の面積以上の前記ハイライト点またはシャド
ー点を前記カラーモニタに表示することによって達成さ
れる。

（作用） この発明にあっては、カラー原画を線走査して得られ
た色分解信号を色修正，鮮鋭度強調，階調変換等して後
に、網掛けしてCMY及び墨色の印刷用色分解版を作成す
るようにした平面走査型カラースキャナにおいて、画像
データをブロックに分割し、ハイライト空間またはシャ
ドー空間に属するブロックについて８方向近接ブロック
の関係にあるブロックの塊を１つハイライト点またはシ
ャドー点とみなして、特定の面積以上のものを表示する
ことにより、ハイライト点またはシャドー点となり得な
い小さなゴミによるものを除くことができる。

（実施例） 以下、図面に基づいてこの発明の実施例について詳細
に説明する。

第１図はこの発明を適用したカラースキャナの外観構
成を示しており、中央部に原稿画像を入力するスキャナ
100を有し、スキャナ100の上部には出力画像をカラー表
示するためのカラーモニタ200が設置され、スキャナ100
は本体デスク101上に載置されている。スキャナ100の前
方には後述する原稿カセットを受収し、装置内に摺動し
て納められカラー原稿を平面走査するようになっている
原稿台110が設けられている。本体デスク101の上には、
更にオペレータが走査して必要なデータ，指令等を入力
するデータ入力装置300が置かれており、本体デスク101
の下方には、読取った原稿の画像データを処理してC,M,
Y及び墨（Ｋ）の色信号を出力する信号処理部400が設置
されている。データ入力装置300には、オペレータがデ
ータを入力するためのマウス等を有するボード部301と
必要な情報を表示するためのCRT302とが設けられてい
る。また、信号処理部400で処理されたデータに基づい
て網がけフィルムを出力して色分解版を作成する出力機
500が設置され、出力機500から出力された色分解フィル
ムを現像する自動現像機600が設けられている。なお、
各装置の配置は第１図に限定されるものではない。

第２図はスキャナ100の原稿台110の構造を示してお
り、筺体状の原稿台110の全体は、これに連結された移
動部材111とこの移動部材111に接続されたワイヤ112,モ
ータ113とによって副走査方向に走査されるようになっ
ている。また、原稿台110内には、モータ114によって図
示方向に回転される回転台受115が設けられており、回
転台受115の中央部には原稿カセット102を受容するカセ
ット受103が設けられており、回転台受115の全体は、こ
れに連結された移動部材116とこの移動部材116に接続さ
れたワイヤ117,モータ118とによってトリミング方向に
走査されるようになっている。なお、移動部材111及び1
16はスクリュー棒とナットの関係で走査されても良い。
また、原稿台110の副走査方向の始端部上面には、画像
の読取開始時に倍率調整用チャートを読取って光学系を
調整するための補正用領域104が設けられている。

また、第３図はスキャナ100の入力部光学系を示して
おり、カセット受103に受容された原稿カセット102は、
下方に配設されたライン状のアパーチャ型蛍光灯121に
よって照射される。原稿カセット102内には例えばカラ
ーリバーサルフィルム等のカラー原稿120が収納されて
おり、反応防止型の１対の透明な原稿保持用ガラス122
及び123で挟持されている。原稿カセット102を透過した
画像光は所定倍率の結像レンズ124に入力され、その上
部に連結されている色分解プリズム125に入力されてR,
G,Bの３原色に色分解される。色分解されたRGB3色の光
はそれぞれCCD等で成るイメージセンサ126R,126G,126B
に入力され、RGBの画像信号PSに変換される。なお、結
像レンズ124は複数個用意されており、ターレット等に
よって指定倍率のレンズ系に交換できるようになってい
る。第４図は蛍光灯121とカラー原稿120との走査関係を
示し、線状の主走査ライン120Aが同時に読取られ、副走
査方向に走査されることによって全体の画像が読取られ
る。

さらに、第５図は出力機500の概略構成を示してお
り、出力機500は信号処理部400のスレーブとして動作
し、RS−232Cによって転送されるコマンドに対して一定
の制御シーケンスを実行し、結果の状態をホストである
信号処理部400のCPU401へ返信する。すなわち、CPU401
から出力機500にステータスチェック信号が送られる
と、出力機500は露光できる状態であれば“ready"信号
を送信し、次にCPU401から送られて来る露光準備の問合
せ信号に対して“OK"信号を返信し露光を行なう。信号
処理部400から送られて来る画像信号は、後述する網掛
回路531で網掛処理されることによってON/OFF信号に変
換され、レーザダイオードで成るレーザ整形光源501か
ら発光されたレーザ光502によって感光材料503に露光さ
れる。レーザ光502の主走査にはレゾナントスキャナ504
が用いられ、主走査されたレーザ光はｆθレンズ505及
びミラー506を介して副走査ドラム510上の感光材料503
を露光する。副走査ドラム510はレーザー光502に対する
副走査を行ない、ドラム回転はPLL制御のDCサーボモー
タによって行なわれる。また、感光材料503は感光マガ
ジン511内に収納されており、搬送ローラを介して副走
査ドラム510上を経て搬送され、カッタ512で所定長さに
カットされて排出されるようになっている。

網掛回路531の網掛処理は、画像信号と８ビットのし
きい値の集合（網データ）を順次比較することにより行
なうディジタル方式であり、網データは標準のものはRO
Mで有し、それ以外のものはオプションとして設けられ
ているフロッピディスクからロードするようになってい
る。出力機500は信号処理部400に対して常にスレーブで
あり、RS−232Cによって送られて来るコマンドに対して
一定のシーケンスを行ない、結果の状態を返信する機能
しか有しておらず、自分自身から通信を起動することは
ない。

このような構成となっていることから、露光時の一連
のシーケンスは信号処理部400が通信によって出力機500
を管理することによって行なわれる。出力機500は更
に、イニシャルロード，クリーニング，カット，感材残
量レジスタのセットなどの信号処理部400のパネルから
起動できる機能を持つ。ここでイニシャルロードは、感
材マガジン511を装着した場合あるいはジャム発生でカ
バーを開けた場合に、感光材料503を所定の位置まで送
って光があたった（かぶった）部分をカットし、初期状
態とする処理である。また、クリーニングは感光材料50
3を一定量引出しカット後に自現機600に送出すことによ
って自現機600を動作させ、現像液、定着液、水洗水な
どの補給を行なわせる処理であり、カットは露光の為に
引出された感光材料503をカットして排出する処理であ
る。さらに、感材残量レジスタのセットは、感材マガジ
ン511の装着時に感材残量をセットすればカット，排出
の度にこれが減算されて表示される機能である。

カラースキャナの内部構成は第６図に示すようになっ
ており、スキャナ100のイメージセンサ126R,126G,126B
から出力されるRGB画像信号PSは信号処理部400に入力さ
れる。信号処理部400は全体の制御を行なうCPU401を有
し、等価中性濃度（Equivalent Neutral Density）変換
402,色修正403,拡大又は縮小404,鮮鋭度強調405,階調変
換406,墨版生成407を必要に応じて行なうようになって
おり、必要なデータの読出や格納を行なうための記憶手
段としてフロッピーディスク410及びハードディスク411
が接続されている。また、信号処理部400にはカラーモ
ニタ200及びデータ入力装置300が接続されており、信号
処理されたC,M,Y,K（墨）の４色の色信号は出力機500に
送られ、網掛回路502及び駆動回路503を介してレーザー
整形光源501を発光する。網掛回路502及び駆動回路503
はCPU501で制御されるようになっている。

このような構成において、その動作を第７図のフロー
チャートを参照して説明する。

先ず、原稿カセット102をスキャナ100にセットするが
（ステップS1）、原稿カセット102はカセット受103に入
れられ、オペレータはデータ入力装置300のボード部301
によって条件セットアップのモード（自動，プレセッ
ト，手動）を指定する（ステップS2）。自動モードが選
択されると条件設定のためのプレスキャンが行なわれ
（ステップS3）、プレセットモードが選択されると記憶
手段に予め格納されている条件データが読出され（ステ
ップS4）、手動モードが選択されるとボード部301より
手動で条件データが入力する（ステープS5）。条件デー
タとは色修正のための係数値、鮮鋭度強調のためのシャ
ープネス係数や階調変換の傾き等であり、プレスキャン
により自動設定は、たとえば本出願人による特開昭62−
111569号公報や特開昭62−111570号公報に示される方法
によって設定する。このようにして設定された条件はCR
T302に表示され、この条件に対して、修正が必要であれ
ばオペレータは手動で設定条件を修正し（ステップS
6）、その後に条件データの蓄積を行なう（ステップS
7）。

上述のような前処理の後、入力された原稿カセット10
2のカラー原稿120の画像を読取るが、この場合、原稿カ
セット102は回転台受115によって回転され、移動部材11
6によってトリミング方向に、移動部材111によって副走
査方向にそれぞれ移動され、第４図に示すようなライン
120Aの領域が主走査される。蛍光灯121から照射され透
過した光は結像レンズ124に入力され、色分解プリズム1
25でRGBに色分解されてからそれぞれイメージセンサ126
R,126G,126Bに結像される。イメージセンサ126R〜126B
からは検出された１ライン分の画像信号PSが出力され、
信号処理部400に入力されてEND変換402,色修正403,拡大
又は縮小404,鮮鋭度強調405,階調変換406,墨版生成407
の各処理が前記設定された条件で施される。色修正はた
とえば特開昭58−178355号公報で示されるような方法
で、鮮鋭度強調はたとえば特開昭60−54570号公報で示
されるような方法で行なう。また、END変換や階調変換
を含めて、特階昭59−11062号公報で示される方法を用
いても良い。前記階調変換ではハイライト点及びシャド
ー点によって変換特性が大きく異なってしまい、この発
明では以下に述べる方法を用いて決定している。

すなわち、第８図のフローに示すように、先ず読取っ
た画像データを第10図のようにｎ×ｎ画素の小ブロック
に分割し、各ブロック毎にC,M,Yそれぞれについて濃度
平均値を求める（ステップS10）。このとき、第９図に
示すようにC,M,Y濃度についての３次元空間内にハイラ
イト空間及びシャドー空間を想定する。すなわち、グレ
ー軸を中心として、例えば濃度の低い部分に円錐台を想
定してハイライト空間とみなし、濃度の高い部分に円錐
台を想定してシャドー空間とみなす。

そこで、想定したハイライト空間及びシャドー空間内
に含まれるブロックの数の全体に対する割合（頻度）を
求める（ステップS11）。次に、求めたそれぞれの頻度
が、任意に定めた閾値α（例えば１％）より大きいか小
さいかを判定する（ステップS12）。閾値αより共に小
さければ、ハイライト点及びシャドー点はないものとみ
なす（ステップS13）。

一方、閾値αより大きければ、シャドー点について
は、第11図に示すような８方向近接ブロックの位置関係
にあるブロック群を１つのシャドー点とみなし、それら
についてある面積以上のものをカラーモニタ200に表示
する（ステップS14）。また、ハイライト点について
も、先ず同様に８方向近接ブロックの位置関係にあるブ
ロック群を一つのハイライト点とみなし、それらについ
てある面積以上のものを求めてハイライト点候補（第12
図参照）とする（ステップS15）。次に、各ハイライト
点候補について、３次元空間内におけるそのブロックの
分布により、それがハイライト点か否かを判断する。そ
の判断の方向を第13図に基づいて説明する。そこで、各
ハイライト点候補について、そのハイライト点を構成し
ている各ブロックから３次元空間内における重心を求
め、その重心のグレー軸からの距離ｄを求める。また、
そのハイライト点を構成している各ブロックからそのブ
ロックのばらつきの方向を求め、その方向ベクトルとグ
レー軸の方向ベクトルとの内積を演算することにより、
ブロックのばらつきの方向ベクトルとグレー軸との平行
度（角度θ）を求める。また、そのハイライト点を構成
している各ブロックとばらつきの方向ベクトルとの相関
度を求める。このように、各ハイライト点候補につい
て、そのブロックの重心とグレー軸との距離d,そのブロ
ックの方向ベクトルとグレー軸との平行度，及び方向ベ
クトルと各ブロックの相関度の求める。そして、その距
離ｄがある閾値より小さく、その平行度及び相関度があ
る程度以上のハイライト点候補をハイライト点として選
択する。その根拠は、本来のハイライト点周辺というの
は色あるいはなく（グレー軸に近い）明度のみが変化す
るものであり、色かぶりなどの影響で多少色あいが加わ
っても（グレー軸から隔れても）その特性は保たれてい
なければならないからである。つまり、距離ｄはある程
度大きくなっても、その平行性及び相関性は保たれる。

そして、このようにして得られたハイライト点をカラ
ーモニタ200に表示する（ステップS16）。

尚、ハイライト空間及びシャドー空間をシャドー側に
広がる円錐台としたのは、シャドー側に近づくにつれて
視感度が落ちるからである。

以上のようにして、得られるべく真のハイライト点及
びシャドー点が自動的に求められて表示される。

（変形例） 尚、上述した実施例においては、シャドー点及びハイ
ライト点候補を限定する際にある面積以上のものとした
が、この方法に限られることはなく、例えば面積の大き
いものから個数を限定する方法でもよい。

また、ハイライト空間及びシャドー空間の設定のしか
たも、画像データの特性等に応じて可変にすること考え
られる。

更に、白黒画像に対しても８方向近接ブロックの概念
は有効であるので本来ハイライト点及びシャドー点には
かなり得ないものは自動的に除外される。

発明の効果； 以上のようにこの発明のカラースキャナの画像処理方
法によれば、画像データをブロックに分割し、ハイライ
ト空間及びシャドー空間に属するブロックについても８
方向近接ブロックの関係にあるブロックの塊を１つのハ
イライト点またはシャドー点とみなして特定の面積以上
のものを表示することにより、ハイライト点またはシャ
ドー点とはなり得ない小さなゴミを除いて、熟練オペレ
ータの経験等を必要としないで真のハイライト点または
シャドー点を選定することができる。

また、ハイライト空間またはシャドー空間の領域を、
C,M,Yの３次元濃度空間において、グレー軸を中心とし
てそれぞれ濃度の低い領域における円錐台または濃度の
高い領域における円錐台の内部とすることにより、ハイ
ライト点及びシャドー点の定義を明確化できると共に、
融通性を持たせることができる。

更に、特定の面積以上のハイライト点から、３次元濃
度空間において、構成する各ブロックの物理的重心が前
記グレー軸から特定の距離以内にあり、且つ各ブロック
の分布方向ベクトルがグレー軸と特定の平行度以上を保
ち、尚且つ各ブロックが分布方向ベクトルと特定の相関
度以上を保っているハイライト点を限定して表示するこ
とにより、真のハイライト点を特定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す外観構成図、第２図
はこの発明の原稿台の一例を示す構造図、第３図は画像
入力部の光学系を示す図、第４図は光源と原稿との関係
を示す図、第５図は出力機の一例を示す構造図、第６図
はこの発明の回路系を示すブロック図、第７図はこの発
明の動作例を示すフローチャート、第８図はこの発明の
動作例を示すフローチャート、第９図はC,M,Yの３次元
濃度空間におけるハイライト空間及びシャドー空間を示
す図、第10図は画像データのブロック分割を説明するた
めの図、第11図は８方向近接ブロックの位置関係を説明
するための図、第12図はハイライト点候補の表示例を示
す図、第13図はハイライト点の限定方法を説明するため
の図、第14図は従来の画像入出力システムの一例を示す
ブロック図である。 100……スキャナ、102……原稿カセット、110……原稿
台、200……カラーモニタ、300……データ入力装置、30
1……ボード部、302……CRT、400……信号処理部、410
……フロッピーディスク、411……ハードディスク、500
……出力機、600……自動現像機。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラー原稿を収納した原稿カセットを受収
   する原稿台と、この原稿台に受収された原稿カセットを
   線状に照明する光源と、前記カラー原稿の線状領域の透
   過光又は反射光をR,G,Bに色分解して検出するイメージ
   センサと、前記カラー原稿の線走査によって前記イメー
   ジセンサから出力されるRGB画像信号を処理してC,M,Y及
   び墨色の４色画像データを出力する信号処理部と、前記
   ４色画像データの画像を表示するために前記信号処理部
   に接続されたカラーモニタと、前記信号処理部に必要な
   データを入力すると共に、前記カラーモニタの表示位置
   を指示するデータ入力手段と、前記４色画像データに網
   掛けをして印刷用色分解版を作成する出力手段とを具備
   したカラースキャナの画像処理方法において、前記画像
   データをブロックに分割し、各ブロック毎にC,M,Yのそ
   れぞれの濃度平均値を求め、C,M,Yのそれぞれの濃度が
   特定の範囲にあるハイライト空間またはシャドー空間に
   属する前記ブロックについて、８方向近接ブロックの関
   係にあるブロックの塊を１つのハイライト点またシャド
   ー点とみなして、特定の面積以上の前記ハイライト点ま
   たはシャドー点を前記カラーモニタに表示するようにし
   たことを特徴とするカラースキャナの画像処理方法。
2. 【請求項２】前記ハイライト空間またはシャドー空間
   は、C,M,Yの３次元濃度空間において、グレー軸を中心
   としてそれぞれ濃度の低い領域における円錐台または濃
   度の高い領域における円錐台をその領域とするようにし
   た請求項１に記載のカラースキャナの画像処理方法。
3. 【請求項３】特定の面積以上の前記ハイライト点から、
   前記３次元濃度空間において、構成する各ブロックの物
   理的重心が前記グレー軸から特定の距離以内にあり、且
   つ各ブロックの分布方向ベクトルが前記グレー軸と特定
   の平行度以上を保ち、尚且つ各ブロックが前記分布方向
   ベクトルと特定の相関度以上を保っているハイライト点
   を限定して前記カラーモニターに表示するようにした請
   求項１に記載のカラースキャナの画像処理方法。
4. 【請求項４】前記ハイライト空間またはシャドー空間に
   属する前記ブロックの数の全体ブロック数に対する割合
   が特定の値以下の場合には、ハイライト点及びシャドー
   点はないものとするようにした請求項に記載のカラース
   キャナの画像処理方法。